University of Ulm ,
Faculty of Engineering and Computer Sciences,
Institute of Theoretical Computer Science,
Theoretical Bioinformatics Group
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Curriculum Bioinformatik |
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Vorwort
Die folgenden drei Vorlesungen bilden den Kern des Bioinformatik Curriculums
in Ulm. Die Vorlesung ``Einführung in die Bioinformatik'' behandelt u.a.
molekularbiologische Grundlagen, auf die die beiden anderen
Vorlesungen aufbauen. Es wird empfohlen, die Vorlesung
``Algorithmen zur Sequenzanalyse'' vor der Vorlesung
``Algorithmen der Bioinformatik'' zu hören; dies ist jedoch nicht
zwingend notwendig. Die drei Vorlesungen werden ergänzt durch
Bioinformatik Seminare und Praktika.
Einführung in die Bioinformatik (2V im Wintersemester)
Die Veranstaltung vermittelt Grundkenntnisse der Bioinformatik im Hinblick auf künftige Tätigkeitsfelder von Informatikern im Bereich der molekularen Medizin und Biotechnologie. Es sollen Grundlagen und praktisch verwendbare Kenntnisse und Fähigkeiten vermittelt werden. Inhalt:
- Computational Genomics (u.a. Datenbanken für DNA- und Proteinsequenzen, Algorithmen und Modelle zum Sequenzvergleich,
Phylogenetische Rekonstruktion, Genvorhersage);
- Computational Transcriptomics (u.a. Analyse von Genexpression, Microarrays, cDNA Chips);
- Computational Proteomics (u.a. Proteindatenbanken, Strukturbeschreibung und Strukturvorhersage von Proteinen, 2D-Gelelektrophorese, Massenspektrometrie, Proteinchips)
Algorithmen zur Sequenzanalyse (3V+1Ü im Sommersemester)
Sequenzen sind allgegenwärtig. Texte und Programme, Gene und Proteine, Sprach- und Bildsignale werden dargestellt als Zeichenfolgen über einem endlichen Alphabet. Entsprechend vielfältig sind die algorithmischen Fragestellungen. Oft ist dabei der Datenumfang sehr groß, sodass die Komplexität der zur Problemlösung verwendeten Algorithmen von entscheidender praktischer Bedeutung ist.
In der Vorlesung werden Algorithmen zum effizienten Vergleich von Sequenzen und zur Suche exakter und approximativer Muster in Sequenzen behandelt. Viele dieser Algorithmen sind durch biologische Fragestellungen motiviert. Sie finden jedoch auch Anwendungen in anderen Bereichen wie z.B. der Textverarbeitung.
Algorithmen der Bioinformatik (3V+1Ü Wintersemester)
Der rapide anwachsende Umfang an Daten in der Molekularbiologie stellt eine beträchtliche Herausforderung für die Informatik dar. Es gilt umfangreiche und unstrukturierte Daten zu analysieren und aus ihnen biologisches Wissen abzuleiten. Im Vordergrund der Vorlesung stehen die Entwicklung von (formalen) Modellen und effizienten Algorithmen.